南通市区多校2023-2024学年高一下学期3月质量检测
物理
一、单项选择题:共10题,每题4分,共40分.每题只有一个选项最符合题意.
阅读下面材料,完成第1、2题:
“墓地轨道”用于放置失效卫星,位于地球同步轨道上方300千米处.如图所示,2022年1月26日,中国实践21号卫星利用捕获网成功将失效的北斗2号G2同步卫星拖到“墓地轨道”后,实践21号卫星又返回地球同步轨道.卫星在两个轨道上都做匀速圆周运动.
1.实践21号卫星在同步轨道上运动时,与在“墓地轨道”相比,下列物理量中较小的是
A.周期 B.角速度 C.线速度 D.向心加速度
2.关于G2卫星和实践21号卫星的说法正确的是
A.G2卫星在同步轨道运行过程中,加速度始终不变
B.G2卫星在“墓地轨道”的运行速度在7.9km/s至11.2km/s之间
C.实践21号卫星离开“墓地轨道”返回同步轨道时需要加速
D.实践21号卫星从“墓地轨道”返回同步轨道的过程中,万有引力做正功
3. 电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示.下列说法正确的是
A.从20.0s到30.0s,支持力做负功
B.从30.0s到35.0s,支持力不做功
C.从40.0s到50.0s,支持力做正功
D.从50.0s到60.0s,支持力做正功
4.列车在平直轨道上由静止开始起动,起动过程牵引力的功率保持不变,列车所受阻力恒定,
则列车的速度v随时间t变化的关系图像可能正确的是
5.如图所示,固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环,小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑,在下滑至最低点的过程中,小环所受重力做功的功率
A.一直变大
B.一直变小
C.先变大后变小
D.先变小后变大
6.如图所示,等量异种点电荷固定在A、B两点,ABCD构成一个平行四边形.C、D两点的电场强度大小为E1、E2,则
A.E1>E2,C、D两点的电场强度方向不同
B.E1>E2,C、D两点的电场强度方向相同
C.E1=E2,C、D两点的电场强度方向不同
D.E1=E2,C、D两点的电场强度方向相同
7.如图所示,A、B是用绝缘柱支持的两个导体,两个导体不带电且彼此接触.带正电荷的导体C靠近A、B,则下列说法正确的是
A.先把A、B分开再把C移走,A、B将带上等量同种电荷
B.先把A、B分开再把C移走,A、B将带上等量异种电荷
C.先把C移走再把A、B分开,A、B将带上等量异种电荷
D.先把C移走再把A、B分开,A、B将带上等量同种电荷
8.如图所示,轻弹簧的左端固定,右端与一小物块相连,物块静置在光滑水平面上的A点,弹簧处于原长,物块带正电.当在该区域加一水平向左的匀强电场,物块从A点开始向左运动一段距离,弹簧未超出弹性限度,然后再回到A点.则在此过程中,下列说法正确的是
(
A
+
)A.物块回到A点时速度大于0
B.系统的机械能先增大后减小
C.物块的动能先增大后减小
D.物块的加速度先向左,再向右,再向左,最后向右
9.绝缘光滑圆锥顶端固定一个带电小球N,筒壁外侧有一带电小球M,如图所示,M球绕圆锥在水平面内做匀速圆周运动,且刚好不受筒壁弹力,则以下说法正确的是
A.N的带电量一定大于M的带电量
B.M受到的库仑力对M做正功
C.若把M球沿筒壁向上移近一段距离,M球可以在新平面内做匀速圆周运动
D.若把M球沿筒壁向下移远一段距离,M球可以在新平面内做匀速圆周运动
(
第
10
题图
) (
N
M
第
9
题图
)
10.如图所示,足够长光滑斜面固定在水平地面上,在沿斜面向上的恒力F作用下,一物体从斜面底端由静止向上运动,在某一高度撤去力F.则在物体向上运动的过程中,以地面为零势能面,下列关于物体动能Ek、重力势能Ep随时间t变化的图像中可能正确的是
二、非选择题:共5题,60分.其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位.
11.(15分)图甲是验证机械能守恒定律的实验装置.
(
水平桌面
) (
第
11
题
图甲
)
(1)该装置中的打点计时器是 ▲ .
A.电磁打点计时器 B.电火花打点计时器
(2)该装置中的物体a应选用 ▲ .
A.木块 B.塑料块 C.重锤
(3)用图示装置进行实验时,有一处不合理之处,请指出并加以改进: ▲ .
(
第
11
题
图乙
)
该同学正确操作得到的一条纸带如图乙所示,O点对应a做自由下落的初始位置,该同学从合适位置开始选取了三个连续的计时点A、B、C,O、B间距离已在图中标出.已知电源频率,则仅需测量 ▲ 即可验证OB段a的机械能是否守恒.
A.AC段的长度 B.AB段的长度
C.OC段的长度 D.OA段的长度
(5)在某次实验中测得物体a下落的加速度为9.66 m/s2,已知当地的重力加速度g=9.80 m/s2,则物体a和纸带下落过程中损失的机械能是该过程重力势能减小量的 ▲ 倍.(结果保留两位有效数字)
12.(8分)如图所示,质量为m的物体在地球赤道上随地球自转,将地球视为半径为R的球体,已知地球的质量为M,自转周期为T,万有引力常量为G.求:
(
R
m
)(1)物体随地球自转所需要的向心力大小Fn;
(2)物体在赤道上受到的支持力大小F.
(
A
L
h
C
B
P
)13.(8分)如图所示,一光滑的椭圆轨道固定在竖直平面内,P是椭圆的一个焦点,A、B分别是椭圆的最高点和最低点,A、B两点与P点在同一竖直方向,C点与P点在同一水平高度,P与A、C两点间距离分别为h、L.一轻弹簧的一端固定在P点,另一端连接质量为m的小球.由于微小扰动,小球从A点由静止开始沿轨道运动,到达C点时的速度大小为v.已知当小球分别处于A、B两点时,弹簧的形变量相同;小球处于C点时,弹簧处于原长;弹簧的劲度系数为k,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g.求:
(1)小球处于A点时弹簧的弹性势能Ep;
(2)小球到达B点时的速度大小vB.
14.(14分)如图所示,小球A、B质量均为m、带等量正电荷,用长均为L的a、b绝缘细线悬挂于O点处于静止状态,已知细线a和b中的拉力大小相等,重力加速度为g,静电力常量为k,sin53°=0.8,cos53°=0.6.
(1)求小球A的带电量Q;
(2)求O点处的电场强度大小E;
(3)若给小球A、B同时施加方向相反、大小始终相等的水平拉力F1、F2,且两力从0开始缓慢增大.求细线b与竖直方向的夹角从0°缓慢增加到53°的过程中F2所做的功W.
15.(15分)如图所示,质量均为m=1.0kg的小球M、N用两根长度均为L=3m的轻质细杆a、
b连接,细杆a的一端可绕固定点O自由转动,细杆b可绕小球M自由转动.两球与O点
在同一水平高度由静止释放,t时刻细杆a与竖直方向夹角为θ=37°,细杆b为竖直方向,
小球N的速度方向水平向右.重力加速度g=10m/s2.求:
(1)开始释放时小球N的加速度大小aN;
(2)t时刻小球M、N的速度大小vM、vN;
(3)从开始释放到t时刻的过程中,细杆b对小球N做的功W。南通市区多校2023-2024学年高一下学期3月质量检测
物理参考答案及评分标准
单项选择题:共10题,每题4分,共40分.每题只有一个选项最符合题意.
A 2. D 3. C 4. B 5. C 6. D 7. B 8. B 9. D 10. A
二、非选择题:共5题,共60分.其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位.
11.(15分)(1) A(3分) (2)C (3分)
(3)不合理:重物离桌面太近,下落距离太短。(1分)
改进措施:将铁架台移动到桌边,让重物掉落地面;将打点计时器移动到铁架台最高处,使重物离桌面较远距离下落。(2分)
(4)A(3分) (5)0.014 (3分)
12.(8分)(1)物体所需要的向心力为 (3分)
(2)物体受到的万有引力为 (2分)
则 (2分)
解得 (1分)
13.(8分)(1)物体由A运动到C,根据能量守恒得
(2分)
解得 (1分)
(2)设A、B间高度为hAB,物体在A、B两点处弹簧形变量为Δx。
物体由A运动到B,由动能定理得
(2分)
由题意得 (1分)
且 (1分)
解得 (1分)
14.(14分)(1)设细线a和b中的拉力大小为T,A、B两球间的电场力大小为F
对AB两球整体分析可得 (1分)
对B分析可得 (1分)
两球间电场力为 (1分)
解得 (1分)
(2)设A、B在O点处产生的电场强度分别为E1、E2,则
(1分)
(1分)
且 (2分)
解得 (1分)
(3)给小球A、B同时施加方向相反、大小始终相等的水平拉力的过程中,A上方的细线保持竖直,A的位置保持不变。 (1分)
小球B移动过程中,由动能定理得 (3分)
解得 (1分)
15.(15分)(1)开始释放时,N仅受重力,则 (4分)
(2)t时刻,小球M的速度 (2分)
系统机械能守恒,则 (3分)
解得 (1分)
从开始释放到t时刻,对N利用动能定理得
(4分)
解得 (1分)